基于星载测雨雷达探测的亚洲对流和层云降水季尺度特征分析

利用热带测雨卫星搭载的测雨雷达10年探测结果,就季尺度亚洲对流降水和层云降水的降水频次和强度及降水垂直结构的特点进行了研究.结果表明春、秋、冬三季东亚季平均降水环西太平洋副热带高压呈带状分布,雨强一般不超过10 mm/d;夏季,沿孟加拉湾、中国西南、中国东部至日本的大片雨区中出现了大于12 mm/d强降水;亚洲陆面对流和层云降水强度均弱于洋面.亚洲山地强迫不但可引起迎风坡上千公里长度的高降水频次和强降水带,而且导致其下风方向降水频次减少.季尺度降水频次分析表明,亚洲大部分地区对流降水频次小于3%;而层云降水频次一般大于3%,最高可超过10%;副热带高压南侧及西南侧的热带地区对流和层云降水频次均高于副热带高压北侧及西北侧的中纬度地区;降水频次的区域分布还表明,春季中南半岛至中国华南及南海南部对流活动多于同期的印度次大陆.季平均对流和层云降水廓线的季节变化主要表现为"雨顶"高度的季节变化,即降水云的厚度变化;两类降水平均廓线季节变化的区域性差异表明,热带外地区较热带地区显著、陆面较同纬度洋面显著、孟加拉湾比南海显著,而南海和西太平洋暖池无明显的季节变化.此外,降水结构的剖面分析还表明对流降水存在4层结构、层云降水存在3层结构.     

Reconstructed light extinction coefficients using chemical compositions of PM<Subscript>2.5</Subscript> in winter in Urban Guangzhou,China

The objective of this study was to reconstruct light extinction coefficients (b ext ) according to chemical composition components of particulate matter up to 2.5 μm in size (PM 2.5 ). PM 2.5 samples were collected at the monitoring station of the South China of Institute of Environmental Science (SCIES, Guangzhou, China) during January 2010, and the online absorbing and scattering coefficients were obtained using an aethalometer and a nephelometer. The measured values of light absorption coefficient by particle (b ap ) and light scattering coefficient by particle (b sp ) significantly correlated (R 2 > 0.95) with values of b ap and b sp that were reconstructed using the Interagency Monitoring of Protected Visual Environments (IMPROVE) formula when RH was <70%. The measured b ext had a good correlation (R 2 > 0.83) with the calculated b ext under ambient RH conditions. The result of source apportionment of b ext showed that ammonium sulfate [(NH 4 ) 2 SO 4 ] was the largest contributor (35.0%) to b ext , followed by ammonium nitrate (NH 4 NO 3 , 22.9%), organic matter (16.1%), elemental carbon (11.8%), sea salt (4.7%), and nitrogen dioxide (NO 2 , 9.6%). To improve visibility in Guangzhou, the effective control of secondary particles like sulfates, nitrates, and ammonia should be given more attention in urban environmental management.     

水深梯度对苦草(Vallisneria natans)克隆生长与觅食行为的影响

为了解水深梯度对苦草克隆生长与觅食行为的影响,通过大型原位浮台实验,将苦草幼苗盆栽后悬挂在不同水深(1.0、2.5、4.0、5.5、7.0 m)下培养,比较其生物量、无性系分株数、出芽数、株高、最大根长和匍匐茎总长的变化,并且评估了植株生物量对这些性状的影响.研究结果表明,随水深的增加苦草的生物量、无性系分株数、出芽数、最大根长、匍匐茎总长均显著降低,而株高随水深梯度呈先增加后降低的趋势.植株生物量仅对出芽数没有显著影响.水深梯度与植株生物量的交互作用仅对无性系分株数和匍匐茎总长有显著影响,而对其他性状没有显著影响,说明这两个性状对水深的响应受到个体发育的影响.     

近200年来黑河下游天鹅湖湖泊沉积记录的环境变迁

根据2002-2004年洞庭湖水质监测数据,参照GB3838-2002中Ⅲ类水质标准,选用内梅罗水污染指数法和黄浦江污染指数对洞庭湖水质现状进行评价,结果表明:(1)洞庭湖水体的主要污染指标是总磷,总氮和粪大肠菌群;(2)黄浦江污染指数平均值为0．27,所以洞庭湖12个断面水质无黑臭现象发生;(3)枯水期西洞庭湖和南洞庭湖水质污染最严重,平水期西洞庭湖水质污染最严重,洞庭湖丰水期的污染程度小于平水期;(4)洞庭湖的大部分水体的水质主要处于轻度污染的状态,局部水体的水质在枯水期达到重污染的状态．     

典型湖泊天然有机质与四环素的相互作用

采用荧光滴定法研究四环素(tetracycline,TC)与太湖溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)和玄武湖DOM的相互作用.三维荧光光谱结合平行因子分析显示,2个湖泊的DOM含有3个荧光组分:类富里酸组分C1、类色氨酸组分C2和类络氨酸组分C3.其中C2的荧光强度远高于C1和C3,是DOM的主要荧光组成.3个荧光组分与TC发生了不同程度的静态猝灭,特别当TC浓度为45.5μmol/L时,类蛋白组分的荧光强度完全被猝灭(100%),并且猝灭作用改变了DOM分子的微环境极性.同步荧光光谱联合二维相关图谱进一步表明类色氨酸组分优先和TC发生猝灭作用,其次为类络氨酸组分和类富里酸组分.Ryan-Weber方程适于拟合DOM与TC的猝灭过程,2个湖泊的DOM中3个荧光组分的络合常数lg K值范围为5.05~5.85,大小顺序为C2C3C1.因此,类蛋白组分为主的DOM对TC的络合作用大于类腐殖组分为主的DOM,影响抗生素在湖泊水体中的生物有效性和生态毒性.     

中国东南部5—8月持续性强降水和环流异常的准双周振荡

利用1979—2009年夏季(5—8月)中国站点逐日降水资料、NCEP/NCAR大气再分析资料以及向外长波辐射(OLR)资料,分析了中国东南部夏季持续性强降水的低频特征及其伴随的低频大气环流形势,利用超前滞后合成的方法对该低频信号的来源和传播特征进行了研究。结果表明:中国东南部夏季降水存在明显的准双周低频振荡,低频降水事件(持续性强降水)在6月10日前后和7月1日前后发生的次数较多,持续5d的低频降水事件降水量占总低频降水事件的比例最大。在低频降水事件发生时期,中国东南部在低层是很强的低频气旋式环流,而在中国南海至西太平洋一带则是强大的低频反气旋,同时低频的水汽从孟加拉湾北部以及中国南海、菲律宾海一带输送到长江以南地区强烈辐合上升;此时在高层一个低频反气旋控制中国东北部地区,该低频反气旋与其西侧的低频反气旋以及位于中国东南沿海的低频气旋相互配合,使得长江以南地区高层强烈地辐散,加强了低层的上升运动。在超前低频降水7d左右时,大气低层在150°E洋面附近开始出现低频反气旋,逐渐加强并向西移动到达中国东南沿海,而在中国南海一带的低频气旋则向西北移动到长江以南地区,与此同时,副热带高压有一个明显的西伸过程,高低层相互配合最终导致低频降水的发生。     

黔西南州极端气温时空演变规律研究

利用黔西南州8个国家气象观测站1961～2020年的极端最高、最低和平均最高、最低气温资料,以年代为周期,分析近60年黔西南州极端最高、最低和平均最高、最低气温的时空演变特征。结果表明：夏季,北亚热带季风湿润气候区及南亚热带季风湿润气候区的平均最高气温、平均极端最高气温在60年代至80年代处于持续上升趋势,在90年代略下滑,进入21世纪后又持续上升。北亚热带季风湿润气候区,近60年平均最高气温升高0.96℃,平均极端最高气温升高0.43℃;南亚热带季风湿润气候区近60年平均最高气温升高0.73℃,平均极端最高气温升高0.62℃。冬季,北亚热带季风湿润气候区平均最低气温及平均极端最低气温在70年代至80年代处于持续上升趋势,90年代略下滑,而进入21世纪又转为上升,近60年平均最低气温升高0.92℃,平均极端最低气温升高1.64℃;南亚热带季风湿润气候区,冬季平均最低气温及平均极端最低气温近60年呈持续上升趋势,平均最低气温升高2.35℃,平均极端最低气温升高3.32℃。     

胶北粉子山群石榴云母片岩的三叠纪独居石年龄及其地质意义

胶北地块粉子山群石榴云母片岩中石榴石变斑晶内包裹物迹线明显,保留了岩石形成过程中的多期变质变形信息。电子探针成分面扫描图显示石榴石成分环带明显,可分为核部、幔部和边部。石榴石中MgO、FeO、MnO和CaO含量变化特征表明其核部到边部温度先升高后降低,对应进变质及退变质过程。根据原位独居石Y元素成分面扫描图显示,部分独居石颗粒由核部到边部Y含量呈现逐渐降低趋势,说明测得的232.6±1.1Ma~229.5±3.7Ma的独居石U-Pb年龄,对应石榴石的进变质生长过程。结合1869±72Ma的锆石U-Pb年龄数据,可推断粉子山群石榴云母片岩至少经历了古元古代及三叠纪两期变质事件的改造。粉子山群石榴云母片岩卷入了苏鲁超高压变质带的俯冲碰撞造山事件。电子探针成分分析结果表明粉子山群石榴云母片岩中的石榴石属于铁铝榴石,反映出经受中级区域变质作用的特征。说明粉子山群石榴云母片岩虽然参与了三叠纪苏鲁超高压变质带的俯冲碰撞造山过程,但俯冲深度较浅。这可用大陆俯冲过程中上盘的俯冲剥蚀来解释,并可为陆-陆碰撞俯冲剥蚀模式提出的扬子板片在240~220Ma的深俯冲作用过程中拽动胶北地块向下俯冲又折返的运动过程提供佐证,但胶北地块是否经历了深俯冲超高压变质作用,还需要进一步验证。     

赣南岐山岩体深熔-幕式岩浆活动:来自锆石U Pb精细年代学研究

武夷山地区加里东期深熔混合岩化-岩浆作用普遍,且两者时代一致或相近,但是加里东期深熔作用的启动时间尚不明确。赣南寻乌县岐山岩体位于武夷山构造带南部,该岩体形成时代缺乏精确的年代学依据。基于锆石LA-ICP-MS U-Pb测年手段,在该岩体中发现两期锆石,早期锆石为深熔成因,晚期为岩浆成因。本次研究获得的晚期锆石形成时代为445~440Ma,具有从外向内年龄渐新的规律,表明该岩体形成于晚奥陶世晚期-早志留世,可能是从源区上升的不同批次岩浆就位的结果,即该岩体为加里东期深熔-幕式、多期次岩浆活动的结果。边缘部位与岩体中心部位分别获得早期深熔锆石加权平均年龄值(458±4Ma)与岩浆锆石加权平均年龄值(460±4Ma),两者在误差范围内一致。表明武夷山地区在加里东早期,大约460Ma左右发生了一期深熔-岩浆活动,为武夷山构造带加里东运动深熔作用的启动时代提供了制约。     

两广交界地区壶垌片麻状复式岩体的年代学和地球化学：对云开地块北缘早古生代构造-岩浆作用的启示

本文对两广交界地区发育的壶垌片麻状复式岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石学、地球化学、Sr-Nd-Pb同位素的分析研究。该复式岩体主要由片麻状英云闪长岩、片麻状花岗闪长岩和片麻状二长花岗岩组成,获得片麻状花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄为443.1±2.0Ma。其中片麻状英云闪长岩和片麻状花岗闪长岩总体具有较低硅(SiO2=62.92%~67.54%)、较低碱(K2O+Na2O=3.98%~5.17%)、准铝质(A/CNK=0.83~0.93)的化学组成特征,属于中钾含角闪石钙碱性花岗岩类(ACG);而片麻状二长花岗岩具有高硅(SiO2=71.55%~72.78%)、高碱(K2O+Na2O=6.65%~7.57%)、准铝-弱过铝质(A/CNK=0.92~1.05)的化学组成特征,属于高钾钙碱性花岗岩类(KCG)。岩石表现出富集大离子亲石元素(如U、Ba、Rb和Th)和轻稀土元素,而Nb、Ta和Ti等高场强元素和重稀土元素明显亏损,并具有较高的锶同位素初始比值((87Sr/86Sr)i=0.71268~0.71482)和较低的εNd(t)值(-9.4~-2.6),反映其具有俯冲消减作用形成的岛弧岩浆岩地球化学特征。结合区域地质特征分析认为,壶垌片麻状复式岩体很可能是在扬子板块和华夏板块之间的洋壳岩石圈向南俯冲的地球动力学背景下,引发软流圈地幔上涌,其所带来的热能诱发了岩石圈地幔和上覆云开地块的古老地壳物质重熔,形成以壳源为主的壳幔混源母岩浆,再经历不同程度分离结晶作用,从而形成了本区大陆边缘弧型岩浆岩。因此,壶垌片麻状复式岩体是云开地块北缘早古生代洋陆俯冲-碰撞的地质记录。